接合电池元件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过至少一根聚合物线(28，30)接合电池元件(49)的方法，所述方法具有以下方法步骤：a)将网状或片状的电极材料(16)施加于第一分隔板(12)，b)将至少一根聚合物线(28，30)加热至聚合物材料的软化温度以上，c)将至少一根聚合物线(28，30)引入第一分隔板(12)和要施加于第一分隔板(12)的另外的第二分隔板(40)之间，以及d)冷却分隔板(12，40)之间的至少一根聚合物线(28，30)并在它们之间形成至少一个材料粘合化合物(46，48)。

【技术实现步骤摘要】
接合电池元件的方法
本专利技术涉及用于通过至少一根聚合物线接合电池元件的方法以及这种电池元件在用于电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)的电池中的用途。
技术介绍
US2002/0160259A1涉及一种用于电池的层压隔膜材料。非织造材料具有实质上层压的结构，并且包括限定材料的第一表面的第一层非织造材料。第二层非织造纤维限定材料的相对表面。最后，在第一层和第二层之间接收第三层非织造纤维。这些层胶合在一起，形成层压板。至少一个非织造层包括熔化纤维的非织造网。另外，一层或多层是永久亲水的，因为非织造网由包含亲水性添加剂的通常疏水的聚合物的熔化纤维形成。
技术实现思路
根据本专利技术，提出了一种通过至少一根聚合物线接合电池元件的方法，该方法包括以下方法步骤：a)将网状或片状的电极材料施加于第一分隔板，b)将加热区域内将至少一根聚合物线加热至聚合物材料的软化温度以上，c)将至少一根聚合物线引入第一分隔板和要施加于第一分隔板的另外的第二分隔板之间，以及d)冷却分隔板之间的至少一根聚合物线并在它们之间形成至少一个材料粘合(材料锁定)的连接部。利用根据本专利技术提出的方案，当聚合物线冷却时，可以使用柔软的聚合物线来实现两个分隔板之间的材料粘合连接部，并且可以封装设置在分隔板之间的电极材料。然后，可以切割所形成的复合物并将该复合物用于层叠电极。根据本专利技术提出的方法提供极短的循环时间，其中无害的聚合物材料可用于电池单元。根据所使用的至少一根聚合物线的温度直径，也可以形成非常薄的电池元件。在根据本专利技术的方法的另外的实施方案中，至少一根聚合物线由从下组中选择的聚合物制成：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚邻苯二甲酰胺(PPa)、聚酰胺(PA)。另外，可以使用任何能熔的材料。对于热塑性塑料，例如有聚苯硫醚(polyparaphylenesulfide，PPS)、特氟隆(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚氨酯(PU)。诸如苯乙烯嵌段聚合物的热塑性弹性体也是合适的，例如SBS、SEBS、SEPS、SEEPS和MBS。按照根据本专利技术提出的方法，在进行方法步骤b)之前，将至少一根聚合物线与定位装置对齐。这意味着，当供应至少一根聚合物线时，将其置于第一分隔板上，使得已经放置并与其对齐的电极材料保持在其位置，并且第一分隔板和将要放置的第二分隔板之间的材料粘合连接部不接触电极材料。根据方法步骤b)的至少一根聚合物线的加热在加热元件中进行，加热元件可具有通道开口并在通过加热元件期间加热至少一根聚合物线。当加热至少一根聚合物线时，将其加热至其软化温度以上，使得当形成第一分隔板和第二分隔板之间的连接部时，发生塑性变形，这稍后代表材料粘合连接部，优选为粘合剂连接部。可选地，可以在通过定位装置期间对用于执行方法步骤b)的至少一根聚合物线或长丝进行预热。例如，该定位装置可以由具有各自的引导环的一对引导辊形成，该对引导辊也可以可选地被加热并且对穿过该定位装置的至少一根聚合物线预热。以有利的方式，当实施根据本专利技术提出的方法时，在方法步骤c)中，将至少一根聚合物线通过至少一个压紧装置压靠在第一分隔板上，其中同时供给第二分隔板并将该第二分隔板压靠在软化的至少一根聚合物线上。根据本专利技术提出的方案确保了第二分隔板作为垂直供给的一部分优选几乎与软化的聚合物线同时施加，使得至少一根聚合物线尚未冷却，而第二分隔板被压到施加于第一分隔板的至少一根聚合物线上，只要它仍是可弹性变形的。以这种方式，可以在一次操作中确保第一分隔板和第二分隔板之间的不影响电极材料的连续材料粘合连接部。在根据本专利技术提出的方法中，根据方法步骤a)，无论是用于阳极还是用于阴极，电极材料都可以作为片材施加于第一分隔板上，形成间隙。另一方面，还可以将电极材料的连续板施加于第一分隔板。根据本专利技术提出的方法的两种实施变型都是可行的。根据本专利技术提出的方法的工序步骤a)至d)可以在一个接合台中或在要制造的电池元件的运动方向上看的若干相继的接合台中进行。因此，根据本专利技术提出的方法开辟了制造其中电极材料被第一分隔板和第二分隔板封装包围的单独分立的电池元件的可能性，或者还开辟了制造例如可具有均被分隔板隔开的电极材料的多个部分的电池元件的可能性。根据本专利技术提出的方法的两种实施变型确保了与两个分隔板分开的电极材料的封装。加热聚合物线的温度范围应高于或接近相应材料的玻璃化温度或熔点。在加热的聚合物线被压紧之前，可以提供可选的主动冷却，以便在形成材料粘合之前必要时再次调节温度。根据本专利技术的方法尤其有利地用于纯电动车辆、混合动力车辆、插电式混合动力车辆或电动自行车的电池系统中。但也可以考虑其他用途。本专利技术的优点根据本专利技术提出的方法提供了用于制造电池元件的循环时间极短的方法。在根据本专利技术提出的方法中，无害聚合物、特别是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚邻苯二甲酰胺(PPa)或聚酰胺(PA)用作用于电池元件的聚合物线材料。原则上，可以使用所有能熔的材料。对于热塑性塑料，例如有聚苯硫醚(PPS)、特氟隆(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚氨酯(PU)。也可以使用热塑性弹性体，例如苯乙烯嵌段聚合物(SBS、SEBS、SEPS、SEEPS和MBS)。根据所使用的聚合物线的直径，可以由上述聚合物材料制造非常薄的接头，这些接头优选以接缝形式以材料粘合粘合剂接头的形式实施。两个分隔板之间的材料粘合的形成也取决于温度。根据本专利技术提出的方法可以集成到电池单元的制造中，使得包括电极材料的在两个分隔板之间的材料粘合连接部允许形成电池元件的堆，电池元件可以集成在用于制造电池单元的其他方法步骤中。包括电极材料的在两个分隔板之间形成的接缝形式的材料粘合连接部可以用作用于电池单元的制造方法的进一步的方法步骤中的层叠辅助。根据本专利技术提出的方法的特征还在于，电极材料可以以片材形式或以网状形式加工，并且根据用于执行方法步骤a)至d)的接合台的数量，可以生产包含均被分隔板隔开的若干层电极材料的电池元件。根据本专利技术提出的方案可以使用特别廉价的材料，例如，诸如PP和PE等聚合物，与每种情况下产生的材料成本相比，这些材料与粘合剂相比非常便宜。附图说明下面参照附图更详细地描述本专利技术。在附图中：图1是用于执行根据本专利技术提出的程序的接合台的立体俯视图，图2是根据图1的接合台的侧视图，图3是图1中所示的接合台的俯视图，图4示出了加热前后的至少一根聚合物线的温度梯度，图5示出了在制造的电池元件的运动方向上相继设置的两个接合台，图6示出了在接合台中对板状形式的分隔材料的加工，以及图7示出了在制造的电池元件的运动方向上相继设置的多个接合台。具体实施方式图1中的图示示出了用于执行根据本专利技术提出的方法的接合台的立体图。第一分隔板12在运动方向64上延伸到接合台10中。在第一分隔板12的顶侧14上，存在电极材料16，电极材料16在此被设计为片材18。它可以通过旋转轮(这里未详细示出)施加于第一分隔板12的顶侧14，由此在电极材料16的各个片材18之间产生间隙20，电极材料16可以是用于阴极的电极材料，也可以是用于阳极的电极材料。第一分隔板12与电极材料16的分别以间隙20设置在第一分隔板12的上侧14的片材18的设置结构在运动方向64上移动，并且穿过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过至少一根聚合物线(28，30)接合电池元件(49)的方法，所述方法具有以下方法步骤：a)将网状或片状的电极材料(16)施加于第一分隔板(12)，b)在加热区域(50)内将所述至少一根聚合物线(28，30)加热至聚合物材料的软化温度以上，c)将至少一根聚合物线(28，30)引入第一分隔板(12)和要施加于第一分隔板(12)的另外的第二分隔板(40)之间，以及d)冷却所述分隔板(12，40)之间的所述至少一根聚合物线(28，30)并在它们之间形成至少一个材料粘合连接部(46，48)。

【技术特征摘要】
2018.04.23 DE 102018206186.61.一种用于通过至少一根聚合物线(28，30)接合电池元件(49)的方法，所述方法具有以下方法步骤：a)将网状或片状的电极材料(16)施加于第一分隔板(12)，b)在加热区域(50)内将所述至少一根聚合物线(28，30)加热至聚合物材料的软化温度以上，c)将至少一根聚合物线(28，30)引入第一分隔板(12)和要施加于第一分隔板(12)的另外的第二分隔板(40)之间，以及d)冷却所述分隔板(12，40)之间的所述至少一根聚合物线(28，30)并在它们之间形成至少一个材料粘合连接部(46，48)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一根聚合物线(28，30)由根据以下组的聚合物制成：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚邻苯二甲酰胺(PPa)、聚酰胺(PA)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一根聚合物线(28，30)由能熔的材料制成，例如热塑性聚苯硫醚(PPS)、特氟隆(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氨酯(PU)或诸如苯乙烯嵌段聚合物(SBS、SEBS、SEPS、SEEPS、MBS)的热塑性弹性体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行方法步骤b)之前，将所述至少一根聚合物线(28，30)通过定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·普勒尔，安德烈亚斯·林克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：德国,DE